Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,200 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường

Câu hỏi số 341801:

Vận dụng cao

Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO₄ và 0,200 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a là

A. 0,240.

B. 0,180.

C. 0,150.

D. 0,260.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:341801

Phương pháp giải

Bài toán điện phân dung dịch

Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực:

+) Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

+) Anot: 2Cl^- → Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

⟹ Biện luận các chất khí có trong hỗn hợp khí thu được trong 2 giai đoạn:

- Khi điện phân trong t giây

- Khi điện phân trong 2t giây

⟹ Xem H₂O có bị điện phân ở các điện cực hay không

- Dựa vào dịnh luật bảo toàn electron trao đổi ⟹ số mol Cu²⁺ ⟹ m.

Giải chi tiết

Các quá trình có thể xảy ra ở 2 điện cực:

+) Catot: Cu²⁺ + 2e → Cu

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

+) Anot: 2Cl^- → Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

* Khi điện phân trong t giây: n_{khí (anot)} = 2,464 : 22,4 = 0,11 mol

n_{Cl2 max} = 0,5n_Cl- = 0,1 mol < 0,11 ⟹ Nước đã bị điện phân ở Anot

⟹ n_O2 = n_{khí (anot)} - n_Cl2 = 0,11 - 0,1 = 0,01 mol

⟹ n_{e (t giây)} = 2n_Cl2 + 4n_O2 = 2.0,1 + 4.0,01 = 0,24 mol

* Khi điện phân trong 2t giây: n_{e (2t giây)}= 2.0,24 = 0,48 mol

+) Tại Anot: n_Cl2 = 0,1 mol

Ta có: n_e= 2n_Cl2 + 4n_O2 ⟹ n_O2 = ¼ (0,48 - 2.0,1) = 0,07 mol

⟹ n_{khí (anot)} = n_Cl2 + n_O2 = 0,1 + 0,07 = 0,17 mol

n_khí = 5,824 : 22,4 = 0,26 mol > 0,17 ⟹ Nước bị điện phân ở Catot

⟹ n_{H2 (catot)} = 0,26 - 0,17 = 0,09 mol

- Bảo toàn e: n_{e trao đổi} = 2n_Cu2+ + 2n_H2 = 4n_O2 + 2n_Cl2

⟹ n_Cu2+ = ½.(4n_O2 + 2n_Cl2 - 2n_H2) = ½ (4.0,07 + 2.0,1 - 2.0,09) = 0,15 mol

⟹ a = 0,15 mol.

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.